JP2004250181A - 搬送装置、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動系にリニアモータを用いた場合、安価な構成で速度むらを抑制し、精度の良い搬送を実現できる搬送装置を提供する。かかる搬送装置を用いて副走査を行い、副走査速度むらを抑制し、安価な構成で高画質を得ることができる画像形成装置及び画像読取装置を提供する。
【解決手段】この搬送装置１は、被搬送体１０を搬送するための駆動源としてのリニアモータ２１と、リニアモータにより搬送される被搬送体に接続し被搬送体とともに移動するベルト部材５０と、被搬送体の移動がベルト部材を介して伝達され回転することで被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダ２５と、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御する制御手段と、被搬送体の重量に応じてベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構６０と、を具備する。
【選択図】 図１
【解決手段】この搬送装置１は、被搬送体１０を搬送するための駆動源としてのリニアモータ２１と、リニアモータにより搬送される被搬送体に接続し被搬送体とともに移動するベルト部材５０と、被搬送体の移動がベルト部材を介して伝達され回転することで被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダ２５と、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御する制御手段と、被搬送体の重量に応じてベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構６０と、を具備する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを用いた搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像記録や画像読取のためにシート状の記録媒体を副走査する副走査搬送機構においてステッピングモータやＤＣモータに接続したボールネジで駆動することが知られているが、送りむらや振動が発生すると、画質の低下を招いてしまう。この送りむらや振動を抑制するためにリニアモータを用いた画像形成装置が下記公知文献１，２から公知である。
【０００３】
公知文献１，２ではいずれもリエアエンコーダを用いて制御を行なっており、装置コストが高くなる問題があった。また、リニアモータを用いた場合、追従性が良いため、位置・速度の測定誤差がそのまま副走査の速度のむらとなってあらわれる。このため、従来、リニアモータを用いた装置において位置・速度の測定精度をよくするためにガラススケール等のリニアエンコーダのような精度の良い高価な検出手段が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１６９２１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−２１９９８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、駆動系にリニアモータを用いた場合、安価な構成で速度むらを抑制し、精度の良い搬送を実現できる搬送装置を提供することを目的とする。また、かかる搬送装置を用いて副走査を行い、副走査速度むらを抑制し、安価な構成で高画質を得ることができる画像形成装置及び画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による搬送装置は、被搬送体を搬送するための駆動源としてのリニアモータと、前記リニアモータにより搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この搬送装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な搬送速度の制御を実現できる。
【０００９】
上記搬送装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００１０】
また、前記ベルト部材は、無端状ベルトから構成され、複数のプーリ部材に掛け渡され、前記ロータリエンコーダが前記複数のプーリ部材の内のいずれかと同軸に接続されるように構成できる。
【００１１】
また、前記ダンパ機構は、前記被搬送体の重量を検知する検知手段と、前記ベルト部材を押し付けるダンパ部材と、前記検知した重量に応じて前記ダンパ部材の前記ベルト部材に対する移動量を変化させるように前記ダンパ部材を駆動する駆動部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明による画像読取装置は、被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータとを有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体から画像情報を読み取る画像読取手段と、前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この画像読取装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な副走査搬送速度の制御を実現できる。これにより、副走査速度むらを抑制し安定して画像読み取りを行うことができ、安価な構成で高画質を得ることができる。
【００１４】
上記画像読取装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００１５】
また、前記画像読取手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成できる。また、前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成してもよい。
【００１６】
また、前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置することで、リニアモータからの磁気による他部品等への影響を抑えることができ、また、塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００１７】
本発明による画像形成装置は、被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータと、を有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体に画像を形成する画像形成手段と、前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
この画像形成装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な副走査搬送速度の制御を実現できる。これにより、副走査速度むらを抑制し安定して画像形成を行うことができ、安価な構成で高画質を得ることができる。
【００１９】
上記画像形成装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００２０】
また、前記画像形成手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成できる。また、前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成してもよい。
【００２１】
また、前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置することで、リニアモータからの磁気による他部品等への影響を抑えることができ、また、塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００２２】
なお、上述の画像読取装置及び画像形成装置では、前記ベルト部材は、無端状ベルトから構成され、複数のプーリ部材に掛け渡され、前記ロータリエンコーダが前記複数のプーリ部材の内のいずれかと同軸に接続されるように構成できる。
【００２３】
また、前記ダンパ機構は、前記被搬送体の重量を検知する検知手段と、前記ベルト部材を押し付けるダンパ部材と、前記検知した重量に応じて前記ダンパ部材の前記ベルト部材に対する移動量を変化させるように前記ダンパ部材を駆動する駆動部と、を備えることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
〈搬送装置〉
【００２６】
図１は本実施の形態による搬送装置を概略的に示す側面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線方向に切断してみた断面図である。図３は図１の奔走装置の制御系のブロック図（ａ）及びエンコーダ補正・速度検出部のブロック図（ｂ）である。図４は図１のロータリエンコーダの概略的構成を示す斜視図である。
【００２７】
図１のように、搬送装置１は、被搬送体１０を図の上下方向に搬送するための駆動源としてのリニアモータ２１と、被搬送体１０の上端と下端とに接続する無端ベルト５０と、無端ベルト５０を図のように略矩方形状に掛け渡す複数のプーリ５１，５２，５３，５４と、プーリ５２の回転軸５２ａに連結され無端ベルト５０の移動に伴う回転軸５２ａの回転を検出するロータリエンコーダ２５と、プーリ５２と５３との間で無端ベルト５０に対するダンパ力を調整するためのダンパ機構６０と、を備える。
【００２８】
リニアモータ２１は、図１，図２のように、鉛直方向に被搬送体１０に沿って延びるように配置され長尺のレール状形状を有し装置本体に固定されたコ字状断面部材２２と、コ字状断面部材２２の内面の対向する２面に設けられた一対のマグネットヨーク２２ａ、２２ｂと、被搬送体１０の側端面から突き出るようにして一対のマグネットヨーク２２ａと２２ｂとの間に離れて非接触で位置する可動コイル部２３と、を備える。リニアモータ２１は可動コイル部２３への通電制御により被搬送体１０を上下方向、例えば図１の鉛直方向Ｖに搬送する。
【００２９】
また、図２の破線で示すように、リニアモータ２１の周囲に磁気遮ヘい板４９をリニアモータ２１全体を覆うように配置することが好ましい。リニアモータ２１からの磁気による電気部品等への影響を抑えることができ、またリニアモータ２１内への塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００３０】
また、各プーリ５１〜５４は無端ベルト５０の移動とともに回転し、ステンレス鋼から構成される。また、無端べルト５０はヤング率が１．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の材料から構成され、例えばニッケルが好ましい。
【００３１】
ダンパ機構６０は、図１のように、ステッピングモータ５８と、ステッピングモータ５８の回動により回動軸５８ａで回動する第１回動部材５９と、第１回動部材５９に一端が接続された引っ張りコイルばね５６と、コイルばね５６の他端が接続され回動軸５７ａで回動する第２回動部材５７と、第２回動部材５７に取り付けられて回動し無端ベルト５０にダンパ力を与えるローラ部材５５と、を備える。
【００３２】
ダンパ機構６０は、コイルばね５６の引張力で第２回動部材５７が回動し、常時ローラ部材５５を無端ベルト５０に対しほぼ直角方向に押し付けている。コイルばね５６の引張力は無端ベルト５０の張力に合わせ、適宜、選択され、バネ定数を変更等により調整できる。
【００３３】
また、ダンパ機構６０は、ステッピングモータ５８が回動軸５８ａで回動方向ｒに回動すると、第１回動部材５９がコイルばね５６を引っ張るように回動し、これにより第２回動部材５７が回動しローラ部材５５が回動方向ｓに回動して無端ベルト５０をほぼ直角方向に更に押し付ける。これにより、無端ベルト５０に対するダンパ力を大きくでき、無端ベルト５０の張力が大きくなる。
【００３４】
また、ステッピングモータ５８が回動軸５８ａで回動方向ｒ’に回動すると、反対に第１回動部材５９がコイルばね５６の縮む方向に回動しコイルばね５６の引張力が小さくなり、これにより第２回動部材５７を介してローラ部材５５が回動方向ｓ’（回動方向ｓと逆方向）に回動して無端ベルト５０から離れる方向に移動する。これにより、無端ベルト５０に対するダンパ力を小さくでき、無端ベルト５０の張力が小さくなる。
【００３５】
従って、ダンパ機構６０は、ステッピングモータ５８に加えるパルス数を変えて回動軸５８ａの回転角を変えることでコイルばね５６の引張力を調整し、ダンパ力を変化させることができる。
【００３６】
なお、図１では、ダンパ機構６０を引張りばねで構成したが、ローラ部材５５を無端ベルト５０に押すようにする押しばねから構成してもよい。また、ダンパ機構をプーリ５１と５２との間で無端ベルト５０にローラ部材５５が当接するように配置してもよい。この場合、図１の配置に加えるようにして複数のダンパ機構を配置してもよい。また、図１においてダンパ機構６０を無端ベルト５０の外側に配置してもよい。
【００３７】
図４のように、ロータリエンコーダ２５は、円形状のスケール面４７ａにスリット目盛りが形成されかつ回転軸４６と連結して回転するスリット円板４７と、スリット円板４７に対しレンズ４４を介して光を照射するＬＥＤ等の光源４１と、スリット円板４７を透過した光がスリット板４５を介して入射する受光素子４２，４３と、を備える。
【００３８】
ロータリエンコーダ２５は、回転軸４６が図１のプーリ５２の回転軸５２ａに連結し、無端ベルト５０の移動により回転するプーリ５２とともに回転することで、スリット円板４７が回転し、スリット円板４７のスリット目盛りを透過した光を受光素子４２，４３で受光し、スリット円板４７の回転位置情報をパルス波形のエンコーダ信号として出力する。このエンコーダ信号に基づいて演算することでプーリ５２の回転量を検出し無端ベルト５０の移動量・移動位置を検出できる。
【００３９】
図３（ａ）のように、図１の搬送装置１の制御系は、搬送装置１全体の制御を行いリニアモータ２１に対する速度指令信号の発生等を行う制御部３０と、被搬送体１０の重量等を検知する検知センサ６１と、を備え、検知センサ６１が被搬送体１０の重量を検知すると、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変えることでダンパ力を変化させるようになっている。なお、検知センサ６１は、重量を直接検知するのではなく、そのサイズ等を識別し、間接的に重量を検知するように構成してもよい。
【００４０】
図３（ａ）のように、図１の搬送装置１の制御系は、更に、制御部３０から入力した速度指令信号とリニアエンコーダ２５からの補正された位置信号から得た測定速度信号との差分に応じて差分信号を発生する第１の差分出力部３１と、この差分信号に基づいてＰＩＤ（比例積分微分）制御演算により速度制御を行う速度制御部３２と、速度制御部３２から入力した速度制御信号とリニアモータ２１に入力する駆動信号との差分に応じて差分信号を発生する第２の差分出力部３３と、を備える。
【００４１】
また、図３（ａ）の制御系は、第２の差分出力部３３からの差分信号に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号を生成する電流制御部３４と、このＰＷＭ制御信号に基づいてリニアモータ２１の可動コイル部２３に対し駆動信号を出力するインバータ回路３５と、インバータ回路３５の駆動信号を検出し速度制御信号の誤差を補償するため第２の差分出力部３３にフィードバックする電流検出器３６と、を備える。
【００４２】
図３（ａ）の制御系は、更に、ロータリエンコーダ２５の検出部２５ｂから入力したエンコーダ信号に基づいて被搬送体１０の移動位置を表す測定位置信号を演算し、その測定位置信号を誤差信号に基づいて補正し、その補正した位置信号から測定速度信号を得て第１の差分出力部３１にフィードバックする位置補正・速度検出部３７を備える。
【００４３】
図３（ｂ）に示すように、位置補正・速度検出部３７は、具体的には、ロータリエンコーダ２５の検出部２５ｂから入力したパルス波形のエンコーダ信号を積算し測定位置信号を得るエンコーダ信号積算回路３８と、副走査方向の各副走査位置における位置誤差を予め測定し誤差信号として記憶するメモリ３９と、この誤差信号でエンコーダ信号積算回路３８からの測定位置信号を補正し正確な位置を表す位置信号を得る補正部４０と、この補正された位置信号から速度信号を得るための微分回路等からなる速度演算回路４１と、を備える。
【００４４】
位置補正・速度検出部３７では、例えば、図３（ｂ）の補正部４０内のグラフのように、測定位置信号に対応する測定位置ｍから図の小さな白丸で示す座標位置で実際の位置ｍ’を得ることで測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正できる。メモリ３９は、誤差信号として例えば、このような測定位置ｍと実際の位置ｍ’とを表す座標（ｍ、ｍ’）を複数点記憶している。
【００４５】
次に、図１乃至図４の搬送装置の動作について説明する。まず、搬送開始前に検知センサ６１で被搬送体１０の重量を検知し、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変化させ、ローラ部材５５を無端ベルト５０に対し移動させることで無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。
【００４６】
被搬送体１０の搬送位置の測定のためロータリエンコーダ２５で図１のプーリ５２の回転量を検出するが、無端ベルト５０が被搬送体１０の重量に応じて適切な張力に調整されているので、無端ベルト５０がプーリ５２でスリップ等することなく無端ベルト５０の移動がプーリ５２の回転を介してロータリエンコーダ２５の回転軸４６に確実に伝達される。このため、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定できる。
【００４７】
次に、図３（ａ）の制御部３０が搬送のためリニアモータ２１に対し所定の速度指令信号を出力すると、この速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、被搬送体１０を例えば図の上方向に搬送を開始するとともに、上述のようにロータリエンコーダ２５で正確に検出したエンコーダ信号に基づいて得た被搬送体１０の測定位置信号を図３（ｂ）の補正部４０でメモリ３９に記憶された測定位置ｍと実際の位置ｍ’とを表す座標（ｍ、ｍ’）により正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００４８】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、搬送速度むらを抑制できる。このため、本実施の形態の搬送装置によれば、被搬送体１０を安定して搬送しながら正確な移動位置に移動できる。
【００４９】
以上のように本実施の形態では、従来のようにリエアエンコーダを用いると装置コストが高くなる問題があったのでリニアエンコーダの代わりにロータリエンコーダを用いる方法を採用したが、被搬送体の重量が種々変わる装置では、ベルトの張力が変わってしまい、その結果、被搬送体の移動速度とロータリエンコーダの回転速度との間の特性が変わってしまい易く、そのため制御性にも影響を与え、場合によっては被搬送物の重量ごとに制御ゲインを設けておく必要があり、特に、被搬送体を垂直に搬送する場合にはそれが顕著に表れるのであるが、上述のように、無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を被搬送体１０の重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、被搬送体５０の位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な搬送速度制御を実現できるのである。
【００５０】
〈画像読取装置〉
【００５１】
図５は本実施の形態による画像読取装置を概略的に示す側面図である。図５の画像読取装置１５０は、主走査部２と、図１の搬送装置と同様に構成された副走査部４と、を備え、図１の搬送装置の被搬送体を輝尽性蛍光体等から構成される放射線画像変換パネル１００に置き換えるとともに、放射線画像変換パネル１００に蓄積された画像情報を読み取るために読取部３を備える。主走査部２及び読取部３は装置本体に取り付けられ固定されている。
【００５２】
即ち、図５に示す画像読取装置１５０は、放射線画像変換パネル１００に対し主走査部２から励起光としてレーザ光を照射し、副走査部４で放射線画像変換パネル１００を副走査方向である鉛直方向Ｖに副走査搬送することで２次元的に走査しながら、放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を読取部３で検出し放射線画像変換パネル１００に放射線撮影により蓄積された画像情報を読み取るものである。
【００５３】
図５の画像読取装置１５０の主走査部２は、レーザダイオード（ＬＤ）等の光源からのレーザ光をポリゴンミラー等で偏向して放射線画像変換パネル１００上で主走査方向（図５の紙面垂直方向）に照射し主走査を行うとともに、副走査部４が放射線画像変換パネル１００を副走査方向である鉛直方向Ｖに搬送することで副走査を行う。
【００５４】
図５の画像読取装置１５０の読取部３は、レーザ光の照射により励起されて放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を主走査方向にその細長状端面が延びるように配置された集光体１６で集光し、その集光されて導かれた輝尽光をフォトマルチプライヤ等の光電変換素子で光電変換する。この光電変換された電気信号は画像データとして所定の信号処理を施された後に、画像読取装置１５０から通信ケーブルを介して、操作端末や画像記憶装置、画像表示装置、ドライイメージャなどの画像出力装置（何れも図示省略）へ出力される。
【００５５】
また、図５の画像読取装置１５０の副走査部４は、放射線画像変換パネル１００を鉛直方向Ｖに図１乃至図４の搬送装置と同様にして搬送し副走査を行う。
【００５６】
図５の画像読取装置１５０の動作について図１乃至図４を参照しながら説明する。まず、搬送開始前に検知センサ６１で放射線画像変換パネル１００の重量を検知し、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変化させ、ローラ部材５５を回動方向ｓまたはｓ’に回動させ無端ベルト５０に対し移動させることで無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。これにより、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定でき、副走査位置を正確に検出できる。なお、放射線画像変換パネル１００が各種サイズを備え、そのサイズ毎に重量が分かっている場合には、サイズを検出し、そのサイズに基づいてステッピングモータ５８を制御するようにしてもよい。
【００５７】
次に、主走査部２がレーザ光で主走査方向に放射線画像変換パネル１００上を主走査し、レーザ光の照射により励起されて放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を読取部３で集光し光電変換することで画像情報を読み取る。
【００５８】
制御部３０で主走査周期及び読み取りピッチより算出される速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、放射線画像変換パネル１００を図５の鉛直方向Ｖに副走査する搬送を開始するとともに、リニアエンコーダ２５で正確に測定したエンコーダ信号に基づいて得た放射線画像変換パネル１００の測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００５９】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、副走査速度むらを抑制できる。このため、放射線画像変換パネル１００を鉛直方向Ｖに正確な副走査位置に移動でき、その正確な副走査位置で次の主走査及び読み取りを行う。 上述のように、本実施の形態の画像読取装置によれば、放射線画像変換パネル１００を安定して搬送しながら正確な副走査位置に移動できるので、画像を精度よく読み取ることができ、高画質を得ることができる。
【００６０】
また、上述のように装置コストダウンのためにロータリエンコーダを用いているが、放射線画像変換パネル１００のサイズが変わりその重量が種々変わっても、図１〜図４と同様に無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を放射線画像変換パネル１００の重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、放射線画像変換パネル１００の副走査位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な副走査搬送速度制御を実現できる。
【００６１】
〈画像形成装置〉
【００６２】
図６は本実施の形態による画像形成装置全体を側面から内部を見た概略図である。図７は図６の画像形成装置の副走査部とドラムとを示す要部平面図である。図６、図７に示す画像形成装置６００は、医用分野における人体等を放射線撮影した画像情報をシート状画像形成材料（シートフィルム）である記録媒体上に直接または間接的に露光して画像形成を行うものである。
【００６３】
図６の画像形成装置６００では、レーザヒート方式のシート状の記録媒体１０１が装填装置２００の装填台であるカセット２１０に複数枚積層された状態で載置され、収納されている。カセット２１０に載置されている記録媒体１０１は、送出手段である吸盤２２０により１枚ずつ分離され、送り出される。送り出された記録媒体１０１は搬送ローラ２３０でシート保持手段である円筒面状のドラム２４０へと搬送される。ドラム２４０ではシート保持部材であるグリッパ２５０で記録媒体１０１の先端部が保持される。ドラム２４０の回転（図６において時計方向）及びドラム２４０に摺接して従動回転する摺接ローラ２６０によって、記録媒体１０１はドラム２４０の周面上に密着・保持される。摺接ローラ２６０はドラム２４０に対し、圧接、離間する機構を有している。
【００６４】
図６、図７のように、ドラム２４０の周面上に保持されて回転するシート状の記録媒体１０１に対して副走査部３８０に固定されたレーザダイオード等からなる発光素子であるマルチチャンネル型のレーザヘッド３１Ａから出射した光ビームＬを照射して回転方向（主走査方向）Ｒに主走査し、ドラム２４０の回転軸方向（副走査方向）Ｈに副走査することにより、記録媒体１０１の色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、画像を形成する。
【００６５】
記録媒体１０１上への照射走査が終了すると、ドラム２４０は逆回転（図６において反時計方向）し、分離爪などの分離手段（図示省略）によりドラム２４０から記録媒体１０１を分離して、搬送ローラ等の搬送手段２７０によって搬送する。このとき、グリッパ２５０によって保持されている記録媒体１０１の端部が後端側となるように分離・搬送する。
【００６６】
搬送された記録媒体１０１は、剥離手段４００によって、第１シート１１０と第２シート１２０とが剥離される。この剥離によって、光ビームＬにより照射された部分が第２シート１２０に転写され、第１シート１１０上には未露光部分の色材層が残ることにより、画像形成がなされる。記録媒体１０１が剥離されると、画像形成されたシートとして利用される第１シート１１０は、排紙ローラ２８０により装置外の排紙トレイ２９０上に排紙される。第２シート１２０は、回収手段５００によって巻き取られて回収される。
【００６７】
上述のように、本実施の形態の画像形成装置６００では、ドラム２４０の外周面上に巻回された記録媒体１０１に対して、レーザヘッド３１Ａから出射した光ビームＬを照射して、画像像を形成するから、高画質な画像形成・画像記録を達成するためには、レーザヘッド３１Ａの副走査方向の直進駆動を速度むらのないようにスムーズに行うことが必要であるが、このために副走査部３８０を図１乃至図４の搬送装置と同様に構成している。
【００６８】
即ち、図６，図７のように、図１の搬送装置を水平置きにし、プーリ５１乃至５４が回転可能なように固定台３８１の上に水平に設け、被搬送体１０にレーザヘッド３１Ａを固定し水平方向である副走査方向Ｈに搬送しながら、レーザヘッド３１Ａからドラム２４０上の記録媒体１０１に光ビームＬを照射することで副走査を行うようになっている。
【００６９】
図６，図７の画像形成装置６００の制御系の動作について図１乃至図４を参照しながら説明する。まず、搬送開始前に被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量に応じて上述と同様に無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。これにより、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定でき、副走査位置を正確に検出できる。なお、被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量が変化しないときは検知センサ６１による検知を省略できる。
【００７０】
次に、リニアモータ２１の可動コイル部２３への通電制御により被搬送体１０がレーザヘッド３１Ａとともに副走査方向Ｈに移動しながらレーザヘッド３１Ａからドラム２４０上の記録媒体１０１に対しレーザ光を照射し、次にドラム２４０を回転方向Ｒに所定量回転させてから同様にレーザ光を照射することを繰り返して記録媒体１０１に画像形成を行う。
【００７１】
以上の画像形成時にリニアモータ２１で被搬送体１０をレーザヘッド３１Ａとともに副走査方向Ｈに移動させるとき、図３（ａ）の制御部３０が副走査のためリニアモータ２１に対し所定の速度指令信号を出力する。この速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、被搬送体１０をレーザヘッド３１Ａを図６の副走査方向Ｈに副走査する搬送を開始するとともに、リニアエンコーダ２５で正確に測定したエンコーダ信号に基づいて得たレーザヘッド３１Ａの測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００７２】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、副走査速度むらを抑制できる。このため、レーザヘッド３１Ａを鉛直方向Ｖに正確な副走査位置に移動でき、その正確な副走査位置で画像形成を行う。
【００７３】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、レーザヘッド３１Ａをを安定して搬送しながら正確な副走査位置に移動できるので、画像を精度よく形成することができ、高画質を得ることができる。
【００７４】
また、上述のように装置コストダウンのためにロータリエンコーダを用いているが、図１〜図４と同様に無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、レーザヘッド３１Ａの副走査位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な副走査搬送速度制御を実現できる。
【００７５】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図５の画像読取装置１５０では放射線変換プレート１００を鉛直方向に副走査搬送する例を示したが、本発明はこれに限定されずに、例えば水平方向に副走査する場合にも適用できることは勿論である。また、画像形成装置は、例えば平面状の感光材料に対し２次元的走査を行うことで画像形成を行う装置であってもよい。
【００７６】
また、図５の画像読取装置及び図６，図７の画像形成装置において、図２と同様にリニアモータ２１の周囲に磁気遮ヘい板４９をリニアモータ２１全体を覆うように配置することが好ましい。リニアモータ２１からの磁気による画像読取や画像形成のための電気部品等への影響を抑えることができ、またリニアモータ２１内への塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動系にリニアモータを用い、精度の良い高価な位置測定手段を用いなくとも、速度むらを抑制し、精度の良い搬送を実現できる搬送装置を提供できる。また、かかる搬送装置を用いて副走査を行い、副走査速度むらを抑制し、安価な構成で高画質を得ることができる画像形成装置及び画像読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による搬送装置を概略的に示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線方向に切断してみた搬送装置の要部断面図である。。
【図３】図３は図１の奔走装置の制御系のブロック図（ａ）及びエンコーダ補正・速度検出部のブロック図（ｂ）である。
【図４】図１のロータリエンコーダの概略的構成を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態による画像読取装置を概略的に示す側面図である。
【図６】本実施の形態による画像形成装置全体を側面から内部を見た概略図である。
【図７】図６の画像形成装置の要部平面図である。
【符号の説明】
１・・・搬送装置
１０・・・被搬送体
２１・・・リニアモータ
２５・・・ロータリエンコーダ
３０・・・制御部
３１・・・第１の差分出力部
３２・・・速度制御部
３３・・・第２の差分出力部
３４・・・電流制御部
３５・・インバータ
３６・・・電流検出部
３７・・・位置補正・速度検出部
５０・・・無端ベルト
５５・・・ローラ部材
５６・・・コイルばね
６０・・・ダンパ機構
１５０・・・画像読取装置
１００・・・放射線画像変換パネル（被走査体）
２・・・主走査部
３・・・読取部
４・・・副走査部
６００・・・画像形成装置
１０１・・シート状の記録媒体
２４０・・・ドラム
３１Ａ・・・レーザヘッド
Ｈ・・・副走査方向
Ｖ・・・鉛直方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを用いた搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像記録や画像読取のためにシート状の記録媒体を副走査する副走査搬送機構においてステッピングモータやＤＣモータに接続したボールネジで駆動することが知られているが、送りむらや振動が発生すると、画質の低下を招いてしまう。この送りむらや振動を抑制するためにリニアモータを用いた画像形成装置が下記公知文献１，２から公知である。
【０００３】
公知文献１，２ではいずれもリエアエンコーダを用いて制御を行なっており、装置コストが高くなる問題があった。また、リニアモータを用いた場合、追従性が良いため、位置・速度の測定誤差がそのまま副走査の速度のむらとなってあらわれる。このため、従来、リニアモータを用いた装置において位置・速度の測定精度をよくするためにガラススケール等のリニアエンコーダのような精度の良い高価な検出手段が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１６９２１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−２１９９８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、駆動系にリニアモータを用いた場合、安価な構成で速度むらを抑制し、精度の良い搬送を実現できる搬送装置を提供することを目的とする。また、かかる搬送装置を用いて副走査を行い、副走査速度むらを抑制し、安価な構成で高画質を得ることができる画像形成装置及び画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による搬送装置は、被搬送体を搬送するための駆動源としてのリニアモータと、前記リニアモータにより搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この搬送装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な搬送速度の制御を実現できる。
【０００９】
上記搬送装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００１０】
また、前記ベルト部材は、無端状ベルトから構成され、複数のプーリ部材に掛け渡され、前記ロータリエンコーダが前記複数のプーリ部材の内のいずれかと同軸に接続されるように構成できる。
【００１１】
また、前記ダンパ機構は、前記被搬送体の重量を検知する検知手段と、前記ベルト部材を押し付けるダンパ部材と、前記検知した重量に応じて前記ダンパ部材の前記ベルト部材に対する移動量を変化させるように前記ダンパ部材を駆動する駆動部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明による画像読取装置は、被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータとを有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体から画像情報を読み取る画像読取手段と、前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この画像読取装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な副走査搬送速度の制御を実現できる。これにより、副走査速度むらを抑制し安定して画像読み取りを行うことができ、安価な構成で高画質を得ることができる。
【００１４】
上記画像読取装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００１５】
また、前記画像読取手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成できる。また、前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成してもよい。
【００１６】
また、前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置することで、リニアモータからの磁気による他部品等への影響を抑えることができ、また、塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００１７】
本発明による画像形成装置は、被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータと、を有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体に画像を形成する画像形成手段と、前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
この画像形成装置によれば、ロータリエンコーダを用いることで装置コストを抑制できるとともに、被搬送体とロータリエンコーダとの間の伝達機構のベルト部材に対するダンパ力を被搬送体の重量に応じて変えることで伝達機構による誤差を排除することができ、ロータリエンコーダを用いても正確な位置検出が可能となり、更に、ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることでリニアモータを制御するので、高精度な副走査搬送速度の制御を実現できる。これにより、副走査速度むらを抑制し安定して画像形成を行うことができ、安価な構成で高画質を得ることができる。
【００１９】
上記画像形成装置では前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックするようにしてもよい。
【００２０】
また、前記画像形成手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成できる。また、前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送するように構成してもよい。
【００２１】
また、前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置することで、リニアモータからの磁気による他部品等への影響を抑えることができ、また、塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００２２】
なお、上述の画像読取装置及び画像形成装置では、前記ベルト部材は、無端状ベルトから構成され、複数のプーリ部材に掛け渡され、前記ロータリエンコーダが前記複数のプーリ部材の内のいずれかと同軸に接続されるように構成できる。
【００２３】
また、前記ダンパ機構は、前記被搬送体の重量を検知する検知手段と、前記ベルト部材を押し付けるダンパ部材と、前記検知した重量に応じて前記ダンパ部材の前記ベルト部材に対する移動量を変化させるように前記ダンパ部材を駆動する駆動部と、を備えることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
〈搬送装置〉
【００２６】
図１は本実施の形態による搬送装置を概略的に示す側面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線方向に切断してみた断面図である。図３は図１の奔走装置の制御系のブロック図（ａ）及びエンコーダ補正・速度検出部のブロック図（ｂ）である。図４は図１のロータリエンコーダの概略的構成を示す斜視図である。
【００２７】
図１のように、搬送装置１は、被搬送体１０を図の上下方向に搬送するための駆動源としてのリニアモータ２１と、被搬送体１０の上端と下端とに接続する無端ベルト５０と、無端ベルト５０を図のように略矩方形状に掛け渡す複数のプーリ５１，５２，５３，５４と、プーリ５２の回転軸５２ａに連結され無端ベルト５０の移動に伴う回転軸５２ａの回転を検出するロータリエンコーダ２５と、プーリ５２と５３との間で無端ベルト５０に対するダンパ力を調整するためのダンパ機構６０と、を備える。
【００２８】
リニアモータ２１は、図１，図２のように、鉛直方向に被搬送体１０に沿って延びるように配置され長尺のレール状形状を有し装置本体に固定されたコ字状断面部材２２と、コ字状断面部材２２の内面の対向する２面に設けられた一対のマグネットヨーク２２ａ、２２ｂと、被搬送体１０の側端面から突き出るようにして一対のマグネットヨーク２２ａと２２ｂとの間に離れて非接触で位置する可動コイル部２３と、を備える。リニアモータ２１は可動コイル部２３への通電制御により被搬送体１０を上下方向、例えば図１の鉛直方向Ｖに搬送する。
【００２９】
また、図２の破線で示すように、リニアモータ２１の周囲に磁気遮ヘい板４９をリニアモータ２１全体を覆うように配置することが好ましい。リニアモータ２１からの磁気による電気部品等への影響を抑えることができ、またリニアモータ２１内への塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００３０】
また、各プーリ５１〜５４は無端ベルト５０の移動とともに回転し、ステンレス鋼から構成される。また、無端べルト５０はヤング率が１．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の材料から構成され、例えばニッケルが好ましい。
【００３１】
ダンパ機構６０は、図１のように、ステッピングモータ５８と、ステッピングモータ５８の回動により回動軸５８ａで回動する第１回動部材５９と、第１回動部材５９に一端が接続された引っ張りコイルばね５６と、コイルばね５６の他端が接続され回動軸５７ａで回動する第２回動部材５７と、第２回動部材５７に取り付けられて回動し無端ベルト５０にダンパ力を与えるローラ部材５５と、を備える。
【００３２】
ダンパ機構６０は、コイルばね５６の引張力で第２回動部材５７が回動し、常時ローラ部材５５を無端ベルト５０に対しほぼ直角方向に押し付けている。コイルばね５６の引張力は無端ベルト５０の張力に合わせ、適宜、選択され、バネ定数を変更等により調整できる。
【００３３】
また、ダンパ機構６０は、ステッピングモータ５８が回動軸５８ａで回動方向ｒに回動すると、第１回動部材５９がコイルばね５６を引っ張るように回動し、これにより第２回動部材５７が回動しローラ部材５５が回動方向ｓに回動して無端ベルト５０をほぼ直角方向に更に押し付ける。これにより、無端ベルト５０に対するダンパ力を大きくでき、無端ベルト５０の張力が大きくなる。
【００３４】
また、ステッピングモータ５８が回動軸５８ａで回動方向ｒ’に回動すると、反対に第１回動部材５９がコイルばね５６の縮む方向に回動しコイルばね５６の引張力が小さくなり、これにより第２回動部材５７を介してローラ部材５５が回動方向ｓ’（回動方向ｓと逆方向）に回動して無端ベルト５０から離れる方向に移動する。これにより、無端ベルト５０に対するダンパ力を小さくでき、無端ベルト５０の張力が小さくなる。
【００３５】
従って、ダンパ機構６０は、ステッピングモータ５８に加えるパルス数を変えて回動軸５８ａの回転角を変えることでコイルばね５６の引張力を調整し、ダンパ力を変化させることができる。
【００３６】
なお、図１では、ダンパ機構６０を引張りばねで構成したが、ローラ部材５５を無端ベルト５０に押すようにする押しばねから構成してもよい。また、ダンパ機構をプーリ５１と５２との間で無端ベルト５０にローラ部材５５が当接するように配置してもよい。この場合、図１の配置に加えるようにして複数のダンパ機構を配置してもよい。また、図１においてダンパ機構６０を無端ベルト５０の外側に配置してもよい。
【００３７】
図４のように、ロータリエンコーダ２５は、円形状のスケール面４７ａにスリット目盛りが形成されかつ回転軸４６と連結して回転するスリット円板４７と、スリット円板４７に対しレンズ４４を介して光を照射するＬＥＤ等の光源４１と、スリット円板４７を透過した光がスリット板４５を介して入射する受光素子４２，４３と、を備える。
【００３８】
ロータリエンコーダ２５は、回転軸４６が図１のプーリ５２の回転軸５２ａに連結し、無端ベルト５０の移動により回転するプーリ５２とともに回転することで、スリット円板４７が回転し、スリット円板４７のスリット目盛りを透過した光を受光素子４２，４３で受光し、スリット円板４７の回転位置情報をパルス波形のエンコーダ信号として出力する。このエンコーダ信号に基づいて演算することでプーリ５２の回転量を検出し無端ベルト５０の移動量・移動位置を検出できる。
【００３９】
図３（ａ）のように、図１の搬送装置１の制御系は、搬送装置１全体の制御を行いリニアモータ２１に対する速度指令信号の発生等を行う制御部３０と、被搬送体１０の重量等を検知する検知センサ６１と、を備え、検知センサ６１が被搬送体１０の重量を検知すると、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変えることでダンパ力を変化させるようになっている。なお、検知センサ６１は、重量を直接検知するのではなく、そのサイズ等を識別し、間接的に重量を検知するように構成してもよい。
【００４０】
図３（ａ）のように、図１の搬送装置１の制御系は、更に、制御部３０から入力した速度指令信号とリニアエンコーダ２５からの補正された位置信号から得た測定速度信号との差分に応じて差分信号を発生する第１の差分出力部３１と、この差分信号に基づいてＰＩＤ（比例積分微分）制御演算により速度制御を行う速度制御部３２と、速度制御部３２から入力した速度制御信号とリニアモータ２１に入力する駆動信号との差分に応じて差分信号を発生する第２の差分出力部３３と、を備える。
【００４１】
また、図３（ａ）の制御系は、第２の差分出力部３３からの差分信号に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号を生成する電流制御部３４と、このＰＷＭ制御信号に基づいてリニアモータ２１の可動コイル部２３に対し駆動信号を出力するインバータ回路３５と、インバータ回路３５の駆動信号を検出し速度制御信号の誤差を補償するため第２の差分出力部３３にフィードバックする電流検出器３６と、を備える。
【００４２】
図３（ａ）の制御系は、更に、ロータリエンコーダ２５の検出部２５ｂから入力したエンコーダ信号に基づいて被搬送体１０の移動位置を表す測定位置信号を演算し、その測定位置信号を誤差信号に基づいて補正し、その補正した位置信号から測定速度信号を得て第１の差分出力部３１にフィードバックする位置補正・速度検出部３７を備える。
【００４３】
図３（ｂ）に示すように、位置補正・速度検出部３７は、具体的には、ロータリエンコーダ２５の検出部２５ｂから入力したパルス波形のエンコーダ信号を積算し測定位置信号を得るエンコーダ信号積算回路３８と、副走査方向の各副走査位置における位置誤差を予め測定し誤差信号として記憶するメモリ３９と、この誤差信号でエンコーダ信号積算回路３８からの測定位置信号を補正し正確な位置を表す位置信号を得る補正部４０と、この補正された位置信号から速度信号を得るための微分回路等からなる速度演算回路４１と、を備える。
【００４４】
位置補正・速度検出部３７では、例えば、図３（ｂ）の補正部４０内のグラフのように、測定位置信号に対応する測定位置ｍから図の小さな白丸で示す座標位置で実際の位置ｍ’を得ることで測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正できる。メモリ３９は、誤差信号として例えば、このような測定位置ｍと実際の位置ｍ’とを表す座標（ｍ、ｍ’）を複数点記憶している。
【００４５】
次に、図１乃至図４の搬送装置の動作について説明する。まず、搬送開始前に検知センサ６１で被搬送体１０の重量を検知し、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変化させ、ローラ部材５５を無端ベルト５０に対し移動させることで無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。
【００４６】
被搬送体１０の搬送位置の測定のためロータリエンコーダ２５で図１のプーリ５２の回転量を検出するが、無端ベルト５０が被搬送体１０の重量に応じて適切な張力に調整されているので、無端ベルト５０がプーリ５２でスリップ等することなく無端ベルト５０の移動がプーリ５２の回転を介してロータリエンコーダ２５の回転軸４６に確実に伝達される。このため、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定できる。
【００４７】
次に、図３（ａ）の制御部３０が搬送のためリニアモータ２１に対し所定の速度指令信号を出力すると、この速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、被搬送体１０を例えば図の上方向に搬送を開始するとともに、上述のようにロータリエンコーダ２５で正確に検出したエンコーダ信号に基づいて得た被搬送体１０の測定位置信号を図３（ｂ）の補正部４０でメモリ３９に記憶された測定位置ｍと実際の位置ｍ’とを表す座標（ｍ、ｍ’）により正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００４８】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、搬送速度むらを抑制できる。このため、本実施の形態の搬送装置によれば、被搬送体１０を安定して搬送しながら正確な移動位置に移動できる。
【００４９】
以上のように本実施の形態では、従来のようにリエアエンコーダを用いると装置コストが高くなる問題があったのでリニアエンコーダの代わりにロータリエンコーダを用いる方法を採用したが、被搬送体の重量が種々変わる装置では、ベルトの張力が変わってしまい、その結果、被搬送体の移動速度とロータリエンコーダの回転速度との間の特性が変わってしまい易く、そのため制御性にも影響を与え、場合によっては被搬送物の重量ごとに制御ゲインを設けておく必要があり、特に、被搬送体を垂直に搬送する場合にはそれが顕著に表れるのであるが、上述のように、無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を被搬送体１０の重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、被搬送体５０の位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な搬送速度制御を実現できるのである。
【００５０】
〈画像読取装置〉
【００５１】
図５は本実施の形態による画像読取装置を概略的に示す側面図である。図５の画像読取装置１５０は、主走査部２と、図１の搬送装置と同様に構成された副走査部４と、を備え、図１の搬送装置の被搬送体を輝尽性蛍光体等から構成される放射線画像変換パネル１００に置き換えるとともに、放射線画像変換パネル１００に蓄積された画像情報を読み取るために読取部３を備える。主走査部２及び読取部３は装置本体に取り付けられ固定されている。
【００５２】
即ち、図５に示す画像読取装置１５０は、放射線画像変換パネル１００に対し主走査部２から励起光としてレーザ光を照射し、副走査部４で放射線画像変換パネル１００を副走査方向である鉛直方向Ｖに副走査搬送することで２次元的に走査しながら、放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を読取部３で検出し放射線画像変換パネル１００に放射線撮影により蓄積された画像情報を読み取るものである。
【００５３】
図５の画像読取装置１５０の主走査部２は、レーザダイオード（ＬＤ）等の光源からのレーザ光をポリゴンミラー等で偏向して放射線画像変換パネル１００上で主走査方向（図５の紙面垂直方向）に照射し主走査を行うとともに、副走査部４が放射線画像変換パネル１００を副走査方向である鉛直方向Ｖに搬送することで副走査を行う。
【００５４】
図５の画像読取装置１５０の読取部３は、レーザ光の照射により励起されて放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を主走査方向にその細長状端面が延びるように配置された集光体１６で集光し、その集光されて導かれた輝尽光をフォトマルチプライヤ等の光電変換素子で光電変換する。この光電変換された電気信号は画像データとして所定の信号処理を施された後に、画像読取装置１５０から通信ケーブルを介して、操作端末や画像記憶装置、画像表示装置、ドライイメージャなどの画像出力装置（何れも図示省略）へ出力される。
【００５５】
また、図５の画像読取装置１５０の副走査部４は、放射線画像変換パネル１００を鉛直方向Ｖに図１乃至図４の搬送装置と同様にして搬送し副走査を行う。
【００５６】
図５の画像読取装置１５０の動作について図１乃至図４を参照しながら説明する。まず、搬送開始前に検知センサ６１で放射線画像変換パネル１００の重量を検知し、その重量に応じてステッピングモータ５８を制御し、その回動軸５８ａの回転角を変化させ、ローラ部材５５を回動方向ｓまたはｓ’に回動させ無端ベルト５０に対し移動させることで無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。これにより、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定でき、副走査位置を正確に検出できる。なお、放射線画像変換パネル１００が各種サイズを備え、そのサイズ毎に重量が分かっている場合には、サイズを検出し、そのサイズに基づいてステッピングモータ５８を制御するようにしてもよい。
【００５７】
次に、主走査部２がレーザ光で主走査方向に放射線画像変換パネル１００上を主走査し、レーザ光の照射により励起されて放射線画像変換パネル１００から発生した輝尽発光を読取部３で集光し光電変換することで画像情報を読み取る。
【００５８】
制御部３０で主走査周期及び読み取りピッチより算出される速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、放射線画像変換パネル１００を図５の鉛直方向Ｖに副走査する搬送を開始するとともに、リニアエンコーダ２５で正確に測定したエンコーダ信号に基づいて得た放射線画像変換パネル１００の測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００５９】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、副走査速度むらを抑制できる。このため、放射線画像変換パネル１００を鉛直方向Ｖに正確な副走査位置に移動でき、その正確な副走査位置で次の主走査及び読み取りを行う。 上述のように、本実施の形態の画像読取装置によれば、放射線画像変換パネル１００を安定して搬送しながら正確な副走査位置に移動できるので、画像を精度よく読み取ることができ、高画質を得ることができる。
【００６０】
また、上述のように装置コストダウンのためにロータリエンコーダを用いているが、放射線画像変換パネル１００のサイズが変わりその重量が種々変わっても、図１〜図４と同様に無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を放射線画像変換パネル１００の重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、放射線画像変換パネル１００の副走査位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な副走査搬送速度制御を実現できる。
【００６１】
〈画像形成装置〉
【００６２】
図６は本実施の形態による画像形成装置全体を側面から内部を見た概略図である。図７は図６の画像形成装置の副走査部とドラムとを示す要部平面図である。図６、図７に示す画像形成装置６００は、医用分野における人体等を放射線撮影した画像情報をシート状画像形成材料（シートフィルム）である記録媒体上に直接または間接的に露光して画像形成を行うものである。
【００６３】
図６の画像形成装置６００では、レーザヒート方式のシート状の記録媒体１０１が装填装置２００の装填台であるカセット２１０に複数枚積層された状態で載置され、収納されている。カセット２１０に載置されている記録媒体１０１は、送出手段である吸盤２２０により１枚ずつ分離され、送り出される。送り出された記録媒体１０１は搬送ローラ２３０でシート保持手段である円筒面状のドラム２４０へと搬送される。ドラム２４０ではシート保持部材であるグリッパ２５０で記録媒体１０１の先端部が保持される。ドラム２４０の回転（図６において時計方向）及びドラム２４０に摺接して従動回転する摺接ローラ２６０によって、記録媒体１０１はドラム２４０の周面上に密着・保持される。摺接ローラ２６０はドラム２４０に対し、圧接、離間する機構を有している。
【００６４】
図６、図７のように、ドラム２４０の周面上に保持されて回転するシート状の記録媒体１０１に対して副走査部３８０に固定されたレーザダイオード等からなる発光素子であるマルチチャンネル型のレーザヘッド３１Ａから出射した光ビームＬを照射して回転方向（主走査方向）Ｒに主走査し、ドラム２４０の回転軸方向（副走査方向）Ｈに副走査することにより、記録媒体１０１の色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、画像を形成する。
【００６５】
記録媒体１０１上への照射走査が終了すると、ドラム２４０は逆回転（図６において反時計方向）し、分離爪などの分離手段（図示省略）によりドラム２４０から記録媒体１０１を分離して、搬送ローラ等の搬送手段２７０によって搬送する。このとき、グリッパ２５０によって保持されている記録媒体１０１の端部が後端側となるように分離・搬送する。
【００６６】
搬送された記録媒体１０１は、剥離手段４００によって、第１シート１１０と第２シート１２０とが剥離される。この剥離によって、光ビームＬにより照射された部分が第２シート１２０に転写され、第１シート１１０上には未露光部分の色材層が残ることにより、画像形成がなされる。記録媒体１０１が剥離されると、画像形成されたシートとして利用される第１シート１１０は、排紙ローラ２８０により装置外の排紙トレイ２９０上に排紙される。第２シート１２０は、回収手段５００によって巻き取られて回収される。
【００６７】
上述のように、本実施の形態の画像形成装置６００では、ドラム２４０の外周面上に巻回された記録媒体１０１に対して、レーザヘッド３１Ａから出射した光ビームＬを照射して、画像像を形成するから、高画質な画像形成・画像記録を達成するためには、レーザヘッド３１Ａの副走査方向の直進駆動を速度むらのないようにスムーズに行うことが必要であるが、このために副走査部３８０を図１乃至図４の搬送装置と同様に構成している。
【００６８】
即ち、図６，図７のように、図１の搬送装置を水平置きにし、プーリ５１乃至５４が回転可能なように固定台３８１の上に水平に設け、被搬送体１０にレーザヘッド３１Ａを固定し水平方向である副走査方向Ｈに搬送しながら、レーザヘッド３１Ａからドラム２４０上の記録媒体１０１に光ビームＬを照射することで副走査を行うようになっている。
【００６９】
図６，図７の画像形成装置６００の制御系の動作について図１乃至図４を参照しながら説明する。まず、搬送開始前に被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量に応じて上述と同様に無端ベルト５０に対するダンパ力を変化させ、無端ベルト５０の張力を適切に調整する。これにより、無端ベルト５０の移動量とロータリエンコーダ２５の出力との間のずれを抑制できるので、ロータリエンコーダ２５により無端ベルト５０の移動量を正確に測定でき、副走査位置を正確に検出できる。なお、被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量が変化しないときは検知センサ６１による検知を省略できる。
【００７０】
次に、リニアモータ２１の可動コイル部２３への通電制御により被搬送体１０がレーザヘッド３１Ａとともに副走査方向Ｈに移動しながらレーザヘッド３１Ａからドラム２４０上の記録媒体１０１に対しレーザ光を照射し、次にドラム２４０を回転方向Ｒに所定量回転させてから同様にレーザ光を照射することを繰り返して記録媒体１０１に画像形成を行う。
【００７１】
以上の画像形成時にリニアモータ２１で被搬送体１０をレーザヘッド３１Ａとともに副走査方向Ｈに移動させるとき、図３（ａ）の制御部３０が副走査のためリニアモータ２１に対し所定の速度指令信号を出力する。この速度指令信号に基づいて、第１の差分出力部３１、速度制御部３２、第２の差分出力部３３及び電流制御部３４を経て出力したＰＷＭ制御信号によりリニアモータ２１が駆動し、被搬送体１０をレーザヘッド３１Ａを図６の副走査方向Ｈに副走査する搬送を開始するとともに、リニアエンコーダ２５で正確に測定したエンコーダ信号に基づいて得たレーザヘッド３１Ａの測定位置信号を正確な位置を表す位置信号に補正する。これにより、正確な位置を表す位置信号を得ることができる。
【００７２】
上述のように、正確な位置を表す位置信号から速度演算回路４１で得た測定速度信号を第１の差分出力部３１にフィードバックすることで、速度指令信号を補正し、正確な速度信号でリニアモータ２１を駆動することができ、副走査速度むらを抑制できる。このため、レーザヘッド３１Ａを鉛直方向Ｖに正確な副走査位置に移動でき、その正確な副走査位置で画像形成を行う。
【００７３】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、レーザヘッド３１Ａをを安定して搬送しながら正確な副走査位置に移動できるので、画像を精度よく形成することができ、高画質を得ることができる。
【００７４】
また、上述のように装置コストダウンのためにロータリエンコーダを用いているが、図１〜図４と同様に無端ベルト５０にダンパ機構６０を設け、ダンパ力を被搬送体１０及びレーザヘッド３１Ａの重量に応じて可変とすることで無端ベルト５０の張力を適切に制御することにより、レーザヘッド３１Ａの副走査位置とロータリエンコーダ２５の出力（位置）との間のずれを抑制し、高精度な副走査搬送速度制御を実現できる。
【００７５】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図５の画像読取装置１５０では放射線変換プレート１００を鉛直方向に副走査搬送する例を示したが、本発明はこれに限定されずに、例えば水平方向に副走査する場合にも適用できることは勿論である。また、画像形成装置は、例えば平面状の感光材料に対し２次元的走査を行うことで画像形成を行う装置であってもよい。
【００７６】
また、図５の画像読取装置及び図６，図７の画像形成装置において、図２と同様にリニアモータ２１の周囲に磁気遮ヘい板４９をリニアモータ２１全体を覆うように配置することが好ましい。リニアモータ２１からの磁気による画像読取や画像形成のための電気部品等への影響を抑えることができ、またリニアモータ２１内への塵埃の進入を防ぐこともできる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動系にリニアモータを用い、精度の良い高価な位置測定手段を用いなくとも、速度むらを抑制し、精度の良い搬送を実現できる搬送装置を提供できる。また、かかる搬送装置を用いて副走査を行い、副走査速度むらを抑制し、安価な構成で高画質を得ることができる画像形成装置及び画像読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による搬送装置を概略的に示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線方向に切断してみた搬送装置の要部断面図である。。
【図３】図３は図１の奔走装置の制御系のブロック図（ａ）及びエンコーダ補正・速度検出部のブロック図（ｂ）である。
【図４】図１のロータリエンコーダの概略的構成を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態による画像読取装置を概略的に示す側面図である。
【図６】本実施の形態による画像形成装置全体を側面から内部を見た概略図である。
【図７】図６の画像形成装置の要部平面図である。
【符号の説明】
１・・・搬送装置
１０・・・被搬送体
２１・・・リニアモータ
２５・・・ロータリエンコーダ
３０・・・制御部
３１・・・第１の差分出力部
３２・・・速度制御部
３３・・・第２の差分出力部
３４・・・電流制御部
３５・・インバータ
３６・・・電流検出部
３７・・・位置補正・速度検出部
５０・・・無端ベルト
５５・・・ローラ部材
５６・・・コイルばね
６０・・・ダンパ機構
１５０・・・画像読取装置
１００・・・放射線画像変換パネル（被走査体）
２・・・主走査部
３・・・読取部
４・・・副走査部
６００・・・画像形成装置
１０１・・シート状の記録媒体
２４０・・・ドラム
３１Ａ・・・レーザヘッド
Ｈ・・・副走査方向
Ｖ・・・鉛直方向
Claims (14)
- 被搬送体を搬送するための駆動源としてのリニアモータと、
前記リニアモータにより搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、
前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、
前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする搬送装置。 - 前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
- 前記ベルト部材は、無端状ベルトから構成され、複数のプーリ部材に掛け渡され、前記ロータリエンコーダが前記複数のプーリ部材の内のいずれかと同軸に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
- 前記ダンパ機構は、前記被搬送体の重量を検知する検知手段と、前記ベルト部材を押し付けるダンパ部材と、前記検知した重量に応じて前記ダンパ部材の前記ベルト部材に対する移動量を変化させるように前記ダンパ部材を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の搬送装置。
- 被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータとを有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体から画像情報を読み取る画像読取手段と、
前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、
前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、
前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする画像読取装置。 - 前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックすることを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
- 前記画像読取手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送することを特徴とする請求項５または６に記載の画像読取装置。
- 前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送することを特徴とする請求項５，６または７に記載の画像読取装置。
- 前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置したことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
- 被走査体に光ビームを主走査方向に照射し主走査を行う主走査手段と、前記主走査方向と略直行する副走査方向に副走査を行うための駆動源としてのリニアモータと、を有し、前記被走査体に対する二次元的走査で前記被走査体に画像を形成する画像形成手段と、
前記リニアモータにより前記副走査方向に搬送される被搬送体に接続し前記被搬送体とともに移動するベルト部材と、
前記被搬送体の移動が前記ベルト部材を介して伝達され回転することで前記被搬送体の移動距離を測定するロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダの測定結果をフィードバックすることで前記リニアモータを制御する制御手段と、
前記被搬送体の重量に応じて前記ベルト部材に対するダンパ力を変化させるダンパ機構と、を具備することを特徴とする画像形成装置。 - 前記測定結果から算出した速度情報を前記制御手段にフィードバックすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段が光学系を含む光学ユニットを有し、前記光学ユニットを前記被搬送体として前記副走査方向に搬送することを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
- 前記被走査体を前記被搬送体として前記副走査方向に搬送することを特徴とする請求項１０，１１または１２に記載の画像形成装置。
- 前記リニアモータの周囲に磁気遮ヘいシートまたは磁気遮ヘい板を配置したことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2006126426A1 (ja) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Yokogawa Electric Corporation | リニアモータの制御方法及びリニアモータの制御装置 |
-
2003
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